采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs)，通过简单的超声自组装将C₆₀修饰在MoP-CFs表面，形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现，C₆₀的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中，10% C₆₀-MoP-CFs样品(10%为C₆₀的质量分数)表现出最佳催化活性，在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm^-2的电流密度时，所需要的过电位分别为158和157 mV，并且具有至少20 h的电催化稳定性。C₆₀与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C₆₀迁移到MoP-CFs表面，有助于减小电荷传输阻力，加快电催化析氢界面反应动力学过程。

微色谱柱离子交换色谱法对学生操作规范化与熟练度要求较高。本文探索用机器视觉捕捉实验者柱上操作过程中时序行为数据的方法，并构建详尽的实验变量数据库。结合实验直接获取的数据，运用机器学习挖掘数据背后的规律，并基于数字孪生技术实时监测操作过程，以识别误差来源和影响结果稳定性的关键因素。设计成教学实验，培养学生应用数字化技术解决分析化学实验问题的能力。

在仪器分析领域，高效液相色谱(HPLC)具有举足轻重的作用，然而大学仪器分析课程未能深刻剖析固定相的精细结构和van Deemter方程中关键变量对分离效果的影响。本文以自由基聚合法和点击聚合法所制备有机聚合物整体柱为例，探讨了其结构和形貌对van Deemter方程中A、B、C三项的影响，力求使学生能够更加清晰地把握van Deemter方程的核心。

采用剥离-重组法，以剥离的CoAl层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)纳米片为主体，β-Bi₂O₃纳米胶粒为客体, 成功制备了β-Bi₂O₃柱撑CoAl-LDH复合材料(β-Bi₂O₃/CoAl-LDH)。运用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱和X射线光电子能谱等方法表征了材料的形貌、结构和光电化学特性。制备的β-Bi₂O₃/CoAl-LDH柱撑材料具有2.1 nm的层间通道、62 m²·g^-1的比表面积和良好的可见光响应能力。在可见光辐照下，以四环素(TC)为模型污染物，考察材料光催化降解率。结果表明，β-Bi₂O₃/CoAl-LDH催化剂在90 min内可降解91.3%的TC，降解率远高于非柱撑的β-Bi₂O₃和CoAl-LDH。自由基捕获实验表明，超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH)是光催化体系主要的活性自由基。柱撑复合的β-Bi₂O₃与CoAl-LDH之间的电子耦合作用构建了Z型异质结，提高了光生电子与空穴对的分离率，赋予了材料良好的光催化性能。

基于向大一学生开设的“电解-量气法测定阿伏加德罗常数”实验，设计了Cu₂O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验，该实验巧妙地融合了元素化学实验中有关Cu₂O的制备及性质实验内容。一次电解完成两个实验，节约电能，节省时间。Cu₂O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验可作为一个微实验灵活穿插于大学基础化学实验教学中，对于培养大一学生的全方位思考的意识和多角度分析问题的能力以及经济、环保的理念有重要意义。